CA6140車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造

1、 新鄉(xiāng)學(xué)院2013屆畢業(yè)論文題 目：CA6140車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控改造姓 名： 李 兵學(xué) 院： 機(jī)電學(xué)院專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化班 級(jí)： 09機(jī)自本四學(xué) 號(hào)： 11053012050指導(dǎo)老師： 徐秀芬 2013年 05月03日摘要本文介紹了普通數(shù)控機(jī)床中CA6140車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造過(guò)程，主要為機(jī)械元件的設(shè)計(jì)，包括滾珠絲杠、軸承、步進(jìn)電機(jī)、和齒輪傳動(dòng)比的計(jì)算、選擇與應(yīng)用。針對(duì)現(xiàn)有常規(guī)CA6140普通車(chē)床的缺點(diǎn)提出數(shù)控改裝方案，提高加工精度和擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，并提高生產(chǎn)率。改造后的機(jī)車(chē)，主運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控控制，并要求達(dá)到縱向最小運(yùn)動(dòng)單位為0.01mm每脈沖，橫

2、向最小運(yùn)動(dòng)單位0.005mm每脈沖，刀架要是自動(dòng)控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，要能自動(dòng)切削螺紋。關(guān)鍵詞：齒輪；進(jìn)給絲杠；步進(jìn)電機(jī)；改造AbstractThis article concise language had the stress in the introduction ordinary numerical control engine bed the economy numerical control tool machine entered for the design process, mainly for mechanical part design, including ball be

3、aring guide screw, bearing, stepper motor , and synchronized tooth profile belt computation, choice and application. To remedy the defects of ordinary lather CA6140, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision a

4、nd extend the machines usage, and to improve production rate. so the Motorcycle been reformed, the lord exercises realize to change speed automatically. lengthways, horizontal enter to proceed to system the number controls the control, and request to attain lengthways minimum sport unit as 0.01 mm/

5、pulse, horizontal minimum sport unit as 0.005 mm/ pulse, knife must be the automatic control a knife which is turning automatically, and it is able to slice the thread automatically. This paper presents the process of designing numerical control reform, and explicitly introduces the design of mechan

6、ical and numerical control system reforms.Key word: numerical control; ball bearing guide screw; stepper motor; reform design目錄序言- 2一、設(shè)計(jì)方案的確定-3（一）設(shè)計(jì)任務(wù)-3（二）總體設(shè)計(jì)方案的確定-3二、機(jī)械部分改造與設(shè)計(jì)- 4（一）縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算-4（二）橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算-10三、步進(jìn)電機(jī)的選擇-13（一）步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則-13（二）步進(jìn)電機(jī)的選擇-14四、機(jī)床導(dǎo)軌改造-15五、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選用-16六、小結(jié)-17七、參考文獻(xiàn)-17序言

7、數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好地解決了現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工問(wèn)題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度地提高生產(chǎn)效率。但從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，一次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。我國(guó)作為機(jī)床大國(guó)，對(duì)普通機(jī)床數(shù)控化改造不失為一種較好的良策。中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對(duì)原有舊機(jī)床進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、自動(dòng)化。目前機(jī)床數(shù)控化改造就是結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和我國(guó)國(guó)情，在滿足實(shí)際加工需求的前提下，盡可能降低成本。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明普通機(jī)床數(shù)控化改造具有一定經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和穩(wěn)定性。因此特別適合在生產(chǎn)設(shè)備中普通機(jī)床占有較大比重的企

8、業(yè)，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。數(shù)控機(jī)床由機(jī)床主體、主軸傳動(dòng)、伺服進(jìn)給、數(shù)控裝置、輔助裝置等組成。所以機(jī)床數(shù)控化改造的主要內(nèi)容有主軸傳動(dòng)改造、進(jìn)給系統(tǒng)改造、加裝數(shù)控裝置等。其中進(jìn)給系統(tǒng)改造對(duì)機(jī)床的改動(dòng)最多，是機(jī)床數(shù)控化改造中最重要的環(huán)節(jié)，它直接影響到改造后的機(jī)床的加工精度?？梢?jiàn)進(jìn)給系統(tǒng)改造是機(jī)床數(shù)控化改造成功的關(guān)鍵所在。本設(shè)計(jì)題目主要圍繞機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造而展開(kāi)，其改造的機(jī)床是針對(duì)普通車(chē)床。CA6140型車(chē)床是一種加工效率高，操作性能好，社會(huì)擁有量大的普通車(chē)床。實(shí)踐證明，把此類車(chē)床改造為數(shù)控車(chē)床，已經(jīng)得到了良好的經(jīng)濟(jì)效果。C6140車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造主要內(nèi)容如下：普通車(chē)床的X軸和Z

9、軸均由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，走刀運(yùn)動(dòng)是經(jīng)進(jìn)給箱傳動(dòng)絲杠到溜板箱，獲得不同的工件螺距即Z軸運(yùn)動(dòng)；走刀運(yùn)動(dòng)是經(jīng)進(jìn)給箱傳動(dòng)光桿到溜板箱，獲得不同的進(jìn)刀量即Z軸運(yùn)動(dòng)和X軸運(yùn)動(dòng)。車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控化改造要拆除進(jìn)給箱總成、溜板箱總成，改用進(jìn)給伺服（或步進(jìn)）傳動(dòng)鏈分別代替。具體體現(xiàn)為：Z軸：縱向電機(jī)減速箱（或聯(lián)軸器）縱向滾珠絲杠溜板箱，縱向按數(shù)控指令獲得不同的走刀量和螺距。X軸：橫向電機(jī)減速箱（或聯(lián)軸器）橫向滾珠絲杠橫滑板，橫向按數(shù)控指令獲得不同的走刀量。改造后整個(gè)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度在保證機(jī)床剛性的前提下，與滾珠絲杠副的選擇和布置結(jié)構(gòu)形式、機(jī)床導(dǎo)軌的精度情況等有很大的關(guān)系。一、設(shè)計(jì)方案的確定（一）設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)任務(wù)是C

10、A6140型普通車(chē)床進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)控化改造。利用微機(jī)對(duì)縱橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，縱向脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖，橫向脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械改造設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度，改動(dòng)盡量少，且保證加工精度的要求，運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)。（二）總體設(shè)計(jì)方案的確定考慮到該數(shù)控系統(tǒng)是開(kāi)環(huán)控制，沒(méi)有位置反饋，故進(jìn)給系統(tǒng)盡可能的要減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)。本車(chē)床的縱向、橫向兩軸進(jìn)給系統(tǒng)去掉了原來(lái)的進(jìn)給系統(tǒng)的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，直接采用了步進(jìn)電機(jī)減速箱（或聯(lián)軸器）滾珠絲桿的傳動(dòng)方案。拆除原來(lái)的進(jìn)給箱、絲桿等，增加少量的機(jī)械附件，就可安裝步進(jìn)電機(jī)及滾珠絲

11、桿螺母副。二、機(jī)械部分改造與設(shè)計(jì)（一）縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)車(chē)床的縱向進(jìn)給改造設(shè)計(jì)一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，螺母固定在溜板箱上，帶動(dòng)刀架臺(tái)左右移動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的布置，可放在絲杠的任意一端。對(duì)車(chē)床改造來(lái)說(shuō)，外觀不必象產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求那么高，而從改造方便、實(shí)用方面來(lái)考慮，現(xiàn)把步進(jìn)電機(jī)放在縱向絲杠的左端，即進(jìn)給箱部位。2、縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件： 工作臺(tái)重量： W=85kgf=850N (根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)時(shí)間常數(shù)： T=25ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程： L0=6mm行程： S=1130mm脈沖當(dāng)量： p=0.01mm/step步距角： =0.75°/ste

12、p快速進(jìn)給速度： Vmax=2m/min（1）切削力計(jì)算 由實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)可知：切削功率： Pc=PK 式中 P電機(jī)功率，查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，P=7.5KW 主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，一般為0.750.85 取=0.8 K進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取K=0.96。則： P才=7.5×0.8×0.96=5.76KW又因?yàn)椋?NC= 則： FZ= 式中 v切削線速度，取v=100m/min 所以： FZ =352.512(kgf)=3525.12(N)由金屬切削原理可知：主切削力 FZ=CFz apx Fz fYFz KFz查表得： CFz=188kgf/mm2 XFz=1 YFz=0.75 KF

13、z=1則可計(jì)算FZ 如表（1）所示： 表（1） FZ計(jì)算結(jié)果ap(mm)222888f(mm)0.20.30.40.20.30.4FZ(N)112515241891168722872837當(dāng)FZ=1520N 時(shí)，切削深度ap=2mm, 走刀量f=0.3mm，以此參數(shù)做為下面計(jì)算的依據(jù)。從實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)中可知，在一般外圓車(chē)削時(shí)： FX =（0.10.6）FZ FZ=(0.150.7) FZ?。?FX=0.5 FZ=0.5×3525=1762.5N FY=0.6 FZ=0.6×3525=2115N（2）滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算滾珠絲杠副已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)歸結(jié)為滾珠絲杠副

14、型號(hào)的選擇。綜合車(chē)床導(dǎo)軌絲杠的軸向力： P=KFX+f(FZ+W)式中 由于使用的是矩形導(dǎo)軌，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)查出K=1.15，f=0.150.18，取為0.16。則： P=1.15×1762.5+0.16×(3525.12+900)=2734.9N強(qiáng)度計(jì)算壽命值： L1=所以： n1=取工件直徑： D=80 mm,查表得： T I=15000h（自動(dòng)控制機(jī)床及機(jī)床通常的取值）所以： n1=20r/minL1=18最大動(dòng)負(fù)載： Q=運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)值表查表取： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.2 硬度系數(shù) fH=1則： Q=×2734.9×1.2×1=8598.5

15、N根據(jù)最大動(dòng)負(fù)載Q的值和原機(jī)床參數(shù)，可選擇滾珠絲杠的型號(hào)。例如，滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取FC1B系列，選擇型號(hào)為FC1B32×65B 的滾珠絲杠，公稱直徑為32mm，導(dǎo)程為6 mm，滾珠列數(shù)為5列，額定動(dòng)載荷是10689N，所以強(qiáng)度夠用。效率計(jì)算根據(jù)機(jī)械原理的公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為： =式中： 摩擦角=10 螺旋升角=3°25 tg0.0597則： =0.96剛度驗(yàn)算滾珠絲杠受到工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 L1=±式中： L0=6mm=0.6cm E=20.6×166N/ cm2。滾珠絲杠截面積： F=()2=（）2×3.1

16、4則： L1=±=±1.3×10-5滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量L2很小,可忽略,即：L=L1。所以： 導(dǎo)程變形總誤差為 =×1.3×10-5=21.67m/m查表知B級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差（1m長(zhǎng)）為25m/m，故剛度足夠。穩(wěn)定性驗(yàn)算由于機(jī)床原絲杠直徑為32mm，現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為32 mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問(wèn)題。（3）齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計(jì)算有關(guān)齒輪計(jì)算傳動(dòng)比：i=1.25故取齒輪齒數(shù)： Z1=32 Z2=40 模數(shù)： m=2mm b=20mm =20° 分度圓直徑： d1=m Z1=2×32=64mm

17、 d2= m Z2=2×40=80mm 齒頂圓直徑： d1 =d1 +2ha*=68mm d2=d2+2ha*=84mm中心距： 同步帶輪XL型，設(shè)計(jì)中心距=112mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J1=()2W=()2×90=0.526·2=5.26N·2絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：JS=7.8×10-4×D4L1 式中： D絲杠的名義直徑，D=3.2cm L1絲杠兩固定端的間距，L1=150cm 則： JS=7.8×10-4×3.24×150=12.268·2=122.68N·

18、;2齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：JS=7.8×10-4×(mz)4×2則： JZ1=7.8×10-4×6.44×2=2.617·2=26.17 N·2JZ2=7.8×10-4×84×2=6.39·2=63.9 N·2電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可以忽略，因此總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=(JS+JZ2)+ JZ1+ J1=(12.268+6.39)+2.617+0.526=15.084·2=150.84N·2所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩： M=MamaxMfM0最大切削負(fù)

19、載時(shí)所需力矩： M=MatMfM0Mt快速進(jìn)給時(shí)所需力矩： M= MfM0式中： Mamax 空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； Mf 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； M0 由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩； Mat 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； Mt 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。Ma=×10-4N·m式中：T為時(shí)間常數(shù)，T=25×10-3S當(dāng)n=nmax時(shí)，Mamax =Ma nmax=416.7r/minMamax=×10-4=2.619N·m=26.19f·當(dāng)n=nt時(shí) Ma=Matnt=24.88r/m

20、in Mat=×10-4=0.1563N·m=1.563f·Mf =當(dāng)0=0.8 f=0.16時(shí)Mf =1.376f· M0 =(1-02)當(dāng)0=0.9時(shí)，預(yù)加載荷P0=FxM0=1.066f·=10.66N·Mt=16.839f·=168.39 N·所以, 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩：M=MamaxMfM0=26.191.3761.066=28.632f·=286.32N·切削時(shí)所需力矩：M=MatMfM0Mt=1.5631.3761.06616.839=20.844f·= 208.44

21、N·快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：M= MfM0=1.3761.066=2.442f·= 24.42N·由以上分析計(jì)算可知，所需最大力矩Mmax發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)：Mmax=28.632f·=286.32 N·（二）橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算1、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)車(chē)床的橫向進(jìn)給改造設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠,使刀架橫向運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤(pán)將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來(lái)，以保證其同軸度，提高傳動(dòng)精度。2、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算與縱向類似，所用到的公式不再詳細(xì)說(shuō)明，只計(jì)算結(jié)果。已知條件：工

22、作臺(tái)重（根據(jù)圖紙粗略計(jì)算） W=40f=400N時(shí)間常數(shù) T=25ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L0=4mm 左旋行程 S=330mm脈沖當(dāng)量 p=0.005mm/step步距角 =0.75°/ step快速進(jìn)給速度 vmax=1m/min（1）切削力計(jì)算 橫向進(jìn)給量為縱向的1/21/3，取1/2，則切削力約為縱向的1/2：FZ=0.5×352.5=176.25f=1762.5N在切斷工件時(shí)：Fy=0.5 FZ=0.5×176.25=88.125f=881.25N（2）滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌： P=KFyf(FzW)?。?K=1.4 f=0.2則： P=1

23、.4×88.1250.2(176.2540)=166.625f=1666.25N取工件直徑： D=80 mm 走刀量：f=0.3mm則： n1=30r/min壽命值： L1=27最大動(dòng)負(fù)載：Q=599.85f=5998.5N根據(jù)最大動(dòng)負(fù)載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號(hào)。例如，滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠公稱直徑為20，型號(hào)為FC1B20×45E2左，其額定動(dòng)負(fù)載為8393N，所以強(qiáng)度足夠用。效率計(jì)算螺旋升角：=3°38 摩擦角：=10則傳動(dòng)效率： =0.956剛度驗(yàn)算滾珠絲杠截面積：F=()2=（）2×3.14=2.017cm

24、2滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量：L1=±=±=1.604×10-6滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量L2很小，可忽略，即：L=L1，所以導(dǎo)程變形總誤差為：=查表知E級(jí)精度絲杠允許的螺旋誤差（1m長(zhǎng)）為15m/m，故剛度足夠。穩(wěn)定性驗(yàn)算由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同，而支承方式由原來(lái)的一端固定、一端懸空，一端固定，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不再驗(yàn)算。(3)轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算傳動(dòng)慣量計(jì)算由于聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略，此不進(jìn)行計(jì)算。工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J1=·2絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：JS=7.8×10-4×D4L

25、1=7.8×10-4×24×50=0.624·2由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略，此不進(jìn)行計(jì)算。因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=0.624+0.058=0.682·2所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算nmax=Mamax=N·m=0.71f·nt=29r/minMat=0.0076 N·m=0.076f·當(dāng)0=0.8 f=0.2時(shí)：Mf=0.637f·=6.37 N·m 當(dāng)0=0.9時(shí)：M0=0.44f·=4.4 N·mMt=7.02f·=70.2 N·m所以，快速空載啟動(dòng)

26、時(shí)所需轉(zhuǎn)矩：M=MamaxMfM0=0.710.6370.44=1.787f·=17.87N·切削時(shí)所需力矩： M=MatMfM0Mt=0.0760.6370.447.02=8.173f·=81.73N·快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：M= MfM0=0.6370.44=1.077f·=10.77 N·從以上計(jì)算可知，最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生切削時(shí)：Mmax=8.173f·=81.73N·三、步進(jìn)電機(jī)的選擇（一）步進(jìn)電機(jī)的選擇的基本原則合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問(wèn)題，需要根據(jù)電機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)過(guò)分析后才能正確選擇?，F(xiàn)僅就

27、選用步進(jìn)電機(jī)最基本的原則介紹如下：1、 步距角步距角應(yīng)滿足：式中 i傳動(dòng)比 min系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件的最小轉(zhuǎn)角。2、精度步進(jìn)電機(jī)的精度可用步矩誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開(kāi)始，經(jīng)過(guò)任意步后，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最大值。用積累誤差衡量精度比較實(shí)用。所以選用步進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足Qis式中 Q步進(jìn)電機(jī)的積累誤差； s系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件允許的角度誤差。3、轉(zhuǎn)矩 為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行（不失步、不越步），正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮：（1）啟動(dòng)力矩 一般啟動(dòng)力矩選取為：Mq式中 Mq電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩； ML0電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)，啟動(dòng)力矩選取如

28、表（2）所示。Mjm為步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的。表(2) 步進(jìn)電機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、啟動(dòng)力矩表運(yùn)行方式相數(shù)33445566拍數(shù)3648510612Mg /Mjm0.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866（2）在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的靜載力力矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）引起的慣性矩之和。啟動(dòng)頻率 由于步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的極限啟動(dòng)頻率應(yīng)滿足：ftfcpm式中 ft極限啟動(dòng)頻率； fcpm要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動(dòng)頻率。（二）步進(jìn)電機(jī)的選擇 1、縱向進(jìn)給

29、系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定Mq = 715.8N·為滿足最小步矩要求，電動(dòng)機(jī)選用三相六拍工作方式，查表知：Mq/Mjm=0.866所以步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為：Mjm=826.56N·步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率fmax=Hz綜合考慮，查表選用110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。2、橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定Mq =N·電動(dòng)機(jī)仍選用三相六拍工作方式，查表知：Mq/Mjm=0.866所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為：Mjm=N·步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率fmax=3333.3 Hz為了便于設(shè)計(jì)和采購(gòu)，仍選用110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。四、機(jī)床導(dǎo)

30、軌改造臥式車(chē)床上的運(yùn)動(dòng)部件，如刀架、工作臺(tái)都是沿著機(jī)床導(dǎo)軌面運(yùn)動(dòng)的。導(dǎo)軌就是支承和導(dǎo)向，即支承運(yùn)動(dòng)部件并保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下，能準(zhǔn)確的沿著一定的方向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。數(shù)控機(jī)床上，常使用滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，動(dòng)靜摩擦系數(shù)接近，因而運(yùn)動(dòng)靈活輕便，低速運(yùn)行時(shí)不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。精度高，但價(jià)格貴。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控一般不使用滾動(dòng)導(dǎo)軌，尤其是數(shù)控改造，若使用滾動(dòng)導(dǎo)軌，將太大增加機(jī)床床身的改造工作量和改造成本。因此，數(shù)控改造一般仍使用滑動(dòng)導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好，抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。普通機(jī)床的導(dǎo)軌一般是鑄鐵或鑄鐵

31、淬火鋼導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大，且動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度的變化而變化，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，影響行動(dòng)平穩(wěn)性和定位精度，為克服滑動(dòng)導(dǎo)軌的上述缺點(diǎn)，數(shù)控改造一般是將原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行修整后貼塑，使其成為貼塑導(dǎo)軌。貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，且動(dòng)靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、抗咬傷能力強(qiáng)、加工性和化學(xué)性能穩(wěn)定，且 有良好的自潤(rùn)滑性和抗振性，加工簡(jiǎn)單，成本低。目前應(yīng)用較多的聚四氟乙稀（PTEE）貼塑軟帶，如美國(guó)生產(chǎn)的TwrciteB和我國(guó)生產(chǎn)的TSF軟帶材料，次、此種軟帶厚度為0.8、1.6、3.2等幾種規(guī)格。考慮承載變形，宜厚度小的規(guī)格，如果考慮到加工余量，選用厚度為1.6為宜。貼塑軟帶粘貼工藝非常簡(jiǎn)單，可直接粘結(jié)在原有的滑動(dòng)導(dǎo)軌面上，不受導(dǎo)軌形式